車載充電機（OBC）的 AC-DC 轉換環節是共模噪聲的主要來源，這類噪聲若不加以抑制，可能通過電源線傳導至車輛低壓系統或通過空間輻射干擾車載無線通信（如藍牙、5G）、雷達等敏感設備。以下從共模噪聲產生機理、測試與診斷及針對性優化方案三方面展開說明：

一、AC-DC 轉換中共模噪聲的產生機理

共模噪聲（Common Mode Noise）指相線（L/N）與接地端（車身 / 外殼）之間的非對稱干擾，OBC 的 AC-DC 環節中主要由以下原因產生：

開關管高頻開關動作

功率 MOSFET 或 IGBT 在高頻開關（通常 10kHz~200kHz）時，漏極 - 源極（或集電極 - 發射極）間的電壓快速跳變（dv/dt 可達 100V/ns 以上），通過開關管與散熱片之間的寄生電容（C_iss、C_ds）向接地端耦合噪聲。

高頻變壓器的原副邊繞組間存在寄生電容（C_pri-sec），原邊的高頻電壓波動通過該電容耦合至副邊，形成跨隔離的共模噪聲。

輸入整流與濾波環節

橋式整流二極管的反向恢復電流會產生高頻尖峰，通過整流橋與外殼的寄生電容傳導至接地端。

輸入濾波電容（電解電容）的 ESR（等效串聯電阻）在高頻下增大，導致對共模噪聲的吸收能力下降。

接地與布局寄生參數

AC 輸入線、DC 輸出線與車身（接地）之間的布線形成 “天線效應”，將共模噪聲輻射到空間；PCB 上接地平面分割不合理，形成共模電流環路（面積越大，輻射能力越強）。

二、共模噪聲的測試與診斷方法

傳導共模噪聲測試

按 ISO 11452-2 或 CISPR 25 標準，使用LISN（線路阻抗穩定網絡） 測量 AC 輸入端（L/G、N/G）的共模噪聲頻譜（150kHz~30MHz），重點關注開關頻率的諧波（如 10kHz×n）是否超標。

用電流探頭檢測共模電流路徑：將探頭夾在 AC 線與地線之間，通過頻譜儀觀察噪聲峰值對應的路徑（如開關管散熱片接地線、變壓器副邊引線），定位主要輻射源。

輻射共模噪聲診斷

在電波暗室中通過雙錐天線或對數周期天線測量 30MHz~1GHz 的輻射噪聲，結合近場探頭（磁場探頭檢測線圈 / 變壓器，電場探頭檢測開關管區域）定位噪聲發射點。

采用 “斷電注入法”：斷開主功率回路，向開關管柵極注入高頻信號，觀察噪聲變化，判斷是否由開關管寄生參數主導。

三、共模噪聲的優化方案（針對性微調，不改變主拓撲）（一）抑制噪聲源：降低開關管與變壓器的共模激勵

開關管 dv/dt 控制

在 MOSFET/IGBT 的柵極驅動電阻（Rg）上并聯 1 只小容量電容（10~30pF），減緩開關管的開通 / 關斷速度（dv/dt 降低 20%~30%），避免增加開關損耗（需仿真驗證損耗變化）。

選用軟開關拓撲變種（如原 LLC 諧振拓撲中，微調諧振參數使開關管在零電壓開通，降低開通時的電壓跳變）。

變壓器寄生電容抑制

變壓器原副邊之間增加三層屏蔽結構（原邊側繞 1 層銅箔，副邊側繞 1 層銅箔，中間夾 1 層接地屏蔽銅箔），中間屏蔽層直接連接至 AC 輸入地（或車身地），將原副邊寄生電容 C_pri-sec 從數百 pF 降至 50pF 以下。

骨架選用低介電常數材料（如陶瓷骨架替代塑料骨架），減少繞組間的電容耦合。

（二）阻斷噪聲傳導路徑：優化濾波與接地

輸入共模濾波增強

在 AC 輸入端的共模電感（CM choke）后增加 1 級 π 型共模濾波：串聯 1 只小型共模電感（磁芯選用高磁導率錳鋅鐵氧體，電感量 5~10mH）+ 并聯 2 只 Y 電容（X2 安規，容值 2200pF~4700pF，跨接 L/G 和 N/G），針對 150kHz~3MHz 頻段（原濾波對該頻段抑制不足）。

共模電感的繞制方式優化：采用 “雙線并繞 + 分層繞制”，減少漏感（漏感過大會導致差模噪聲增大），引腳處套磁珠（抑制高頻噪聲沿引腳傳導）。

接地與屏蔽調整

開關管散熱片通過1 只 10nF Y 電容（而非直接接地）連接至 AC 輸入地，利用電容的容抗特性（高頻導通、低頻阻斷），僅將高頻共模噪聲導入地，避免低頻環路電流。

PCB 布局中，將 AC 輸入濾波電路、開關管區域、變壓器、DC 輸出電路按 “信號流向” 依次排列，避免接地平面分割，共模電流環路面積控制在 50cm2 以內（通過縮短接地路徑實現）。

（三）吸收與衰減噪聲：局部電路補充

高頻吸收電路

在變壓器原邊并聯RC 吸收網絡（R=100Ω~1kΩ，C=100pF~1nF，封裝 0805），抑制開關管關斷時的電壓尖峰（尖峰是高頻共模噪聲的重要來源）。

在 DC 輸出端正極與地之間、負極與地之間各并聯 1 只 100pF 陶瓷電容（靠近輸出接口），吸收輸出線的共模噪聲。

線纜屏蔽處理

AC 輸入線與 DC 輸出線采用屏蔽線，屏蔽層單端接地（AC 端屏蔽層接 LISN 接地端，DC 端屏蔽層接車身地），避免屏蔽層形成環路；線纜長度控制在 1.5m 以內（過長會增強天線效應）。

四、優化效果驗證

通過上述調整，可實現：

傳導共模噪聲在 150kHz~30MHz 頻段降低 15~25dB，滿足 CISPR 25 Class 5 標準；

輻射噪聲在 30MHz~1GHz 頻段降低 10~15dB，避免對車載雷達（77GHz）、藍牙（2.4GHz）的干擾；

硬件改動成本增加≤5%（主要為濾波元件與屏蔽材料），且不影響 OBC 的效率（保持≥94%）和散熱性能。

調試時建議采用 “分步測試法”：先優化濾波電路，再調整接地與屏蔽，最后微調開關參數，逐步定位zuijia方案。